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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Microfone de rádio. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Comunicações de rádio civis Não há necessidade de dizer nada sobre a popularidade dos microfones de rádio; cada vez mais, qualquer apresentação no palco, um comício, uma reunião ou um evento público não está completa sem eles. Como os dispositivos industriais de classe média e alta são caros e inacessíveis, um amplo campo de atividade está aberto aqui aos rádios amadores. A seguir oferecemos a descrição de um microfone de rádio amador, bem desenhado e caracterizado por parâmetros aprimorados em relação aos parâmetros de outros produtos caseiros. Este microfone rádio destina-se a soar eventos, ouvir o quarto de uma criança, etc. O aparelho opera na faixa VHF na frequência de 87,9 MHz, especialmente designada para microfones rádio, e seus sinais são recebidos por um receptor de transmissão convencional com o VHF -2 alcance. O alcance do microfone de rádio dentro da linha de visão é superior a 200 m Ao contrário de designs semelhantes descritos anteriormente [1], este microfone rádio é mais complexo, mas tem uma série de vantagens. Possui um amplificador de microfone AGC, que permite captar sons fracos e elimina fortes distorções não lineares quando sons altos são enviados diretamente para o microfone. O microfone de rádio descrito possui estabilidade de frequência relativamente alta e bom uso da bateria de alimentação; em particular, seu desempenho é mantido quando a tensão de alimentação é reduzida de 10 para 5 V. Esquema e princípio de funcionamento. O diagrama do microfone de rádio é mostrado na Fig. 1. O transmissor é montado usando um transistor VT4 usando um circuito de estágio único. Tal solução para um dispositivo em miniatura, como um microfone de rádio, é justificada, uma vez que o uso de um oscilador mestre e um estágio de saída separados no transmissor leva a uma diminuição em sua eficiência e a um aumento em tamanho.
Como é sabido, a frequência de um oscilador LC operando na região de 100 MHz depende significativamente da tensão de alimentação. Por exemplo, o autor examinou o difundido "três toneladas" capacitivo com a inclusão de um transistor de acordo com um circuito de base comum. De acordo com este esquema, o transmissor do microfone rádio descrito em [1] é ligado. O desvio de frequência do gerador foi superior a 1 MHz quando a tensão de alimentação mudou de 5 para 10 V. A introdução de um estabilizador de tensão no microfone de rádio levaria a um aumento nas perdas. Portanto, no dispositivo em questão, o transmissor é alimentado diretamente pela fonte. Ao contrário dos descritos anteriormente, o transmissor contém dois circuitos - o circuito L1C9C10C12C13VD2, que define a frequência do gerador, e o circuito de saída L3C15C16, conectado à antena. Isso aumenta a estabilidade da frequência gerada. O circuito mestre é conectado ao transistor VT4 conforme o circuito Clapp, recomendado para construção de osciladores mestres de transmissores [2]. A influência das mudanças nos parâmetros do transistor VT4 quando a tensão de alimentação muda no circuito mestre é minimizada pela escolha de um pequeno coeficiente de inclusão do transistor no circuito (determinado pela capacitância dos capacitores C10, C12, C13). Para aumentar a estabilidade de temperatura da frequência, foram utilizados capacitores C9, C10, C12, C13 com baixo TKE, e o coeficiente de inclusão no circuito mestre do varicap VD2 é pequeno devido à pequena capacitância do capacitor C9. O circuito P de saída permite combinar a antena com a saída do transistor VT4 e melhora a filtragem de harmônicos mais altos. Observe que um circuito convencional atenua os harmônicos proporcionalmente (n2-1), e um circuito P - n(n2-1), onde n é o número harmônico [3]. O circuito de saída é sintonizado na frequência do segundo harmônico do circuito mestre. Isto reduz a influência do circuito de saída no circuito mestre através da capacitância da junção coletor-base do transistor VT4, melhorando assim a estabilidade da frequência do transmissor. Devido a todas essas medidas, a mudança na frequência do transmissor quando a tensão de alimentação muda de 5 para 10 V é pequena e não é necessário ajustar o receptor durante a operação. O sinal de áudio do microfone de eletreto VM1 é alimentado na entrada de um amplificador de microfone montado em um amplificador operacional (OA) DA2. O microfone recebe energia através do resistor R1 e do circuito de desacoplamento R5C2. Para reduzir o consumo de energia, um amplificador operacional de micropotência K2UD140 foi usado no lugar do DA12. O resistor R10 define o consumo de corrente do amplificador operacional para cerca de 0,2 mA. Não é necessária grande potência do amplificador de microfone, porque ele é carregado em um varicap, e a potência de controle do varicap, que é um diodo com polarização reversa, é extremamente baixa. O resistor R7 e a resistência da seção fonte de drenagem do transistor de efeito de campo VT1 formam um circuito de feedback negativo que determina o ganho do amplificador do microfone. O canal do transistor de efeito de campo VT1 serve como uma resistência ajustável no sistema AGC. Quando a tensão da porta-fonte está próxima de zero, a resistência do canal é de cerca de 1 kOhm e o ganho do amplificador do microfone é próximo de 100. À medida que a tensão aumenta para 0,5..-1 V, a resistência do canal aumenta para 100 kOhm, e o ganho do amplificador de microfone diminui para 1. Isso garante um nível de sinal quase constante na saída do amplificador de microfone quando o nível de sinal em sua entrada muda em uma ampla faixa. O capacitor C4 cria um roll-off na resposta de frequência do amplificador de microfone na região de alta frequência para reduzir a profundidade de modulação nessas frequências e evitar o alargamento do espectro do sinal do transmissor. O capacitor C3 bloqueia o circuito de realimentação DC do amplificador DA2. Através do resistor R4, a entrada não inversora do amplificador operacional DA2 recebe a tensão de polarização necessária para uma alimentação unipolar. O transistor VT3 desempenha a função de detector do sistema AGC e controla o transistor de efeito de campo VT1. O limite de resposta do sistema AGC é definido pelo resistor de ajuste R12. Quando o sinal da saída do amplificador de microfone e a tensão de polarização de desbloqueio de parte do resistor R12 são iguais à tensão de abertura da junção emissor-base do transistor VT3, este último abre, aplicando tensão à porta de efeito de campo transistor VT1. A resistência do canal do transistor de efeito de campo VT1 aumenta e o ganho do amplificador do microfone diminui. Graças ao AGC, a amplitude do sinal na saída do amplificador é mantida em um nível quase constante. Este nível pode ser ajustado alterando a tensão de polarização do transistor VT12 com o resistor R3. O circuito R9C5 define a constante de tempo de resposta e o circuito R8C5 define a constante de tempo de recuperação do sistema AGC. Para compensar as mudanças de temperatura na tensão de abertura da junção emissor-base do transistor VT3, a tensão é aplicada ao resistor R12 do diodo VD1. O transistor VT3, o circuito para formar o limite de resposta AGC R11R12VD1 e o resistor R4, através do qual a polarização é fornecida à entrada não inversora do amplificador operacional, recebe energia do estabilizador de tensão DA1. A mesma tensão é fornecida através do resistor R14 como tensão de polarização ao varicap VD2. Como a capacitância de um varicap depende significativamente da tensão de polarização aplicada a ele, requisitos rigorosos são impostos à sua estabilidade. Portanto, o estabilizador DA1 é o microcircuito KR142EN19, que é um estabilizador de tensão do tipo paralelo [4]. Ao escolher os resistores R2 e R3, a tensão de estabilização é ajustada para cerca de 3,5 V no pino 3 do chip DA1. A resistência do lastro é um gerador de corrente no transistor de efeito de campo VT2, que aumenta a eficiência do estabilizador. Detalhes. No dispositivo é permitido usar resistores constantes MLT, S2-23, S2-33 com tolerância não superior a ±10%, resistor de corte R12 - qualquer pequeno, capacitores cerâmicos - K10-17, K10-73, KD , CT. Os capacitores C9, C10, C12, C13, C16 devem ser do grupo M47 conforme TKE. Capacitores C1, C4, C11 - grupos M750 ou M1500 conforme TKE. Capacitores C6, C7, C8, C14 - grupos H90 conforme TKE. Capacitor trimmer C15 - KT4-23. Capacitor C2 - K50-35 ou K50-68. É aconselhável usar capacitores C3, C5 com baixa corrente de fuga, por exemplo K53-18 V. Em vez do transistor KP10ZE (VT1), é permitido usar KP10ZI ou KP10ZZH. Em vez do transistor VT3, qualquer silício de baixa potência com um coeficiente de transferência de corrente de pelo menos 100 servirá. Substituiremos o transistor KT368BM (VT4) por KT368B, KT368A (M), varicap KV121A (VD2) por KV121B. O amplificador operacional K140UD12 (DA2) tem boa correção de frequência interna, é estável ao operar com ganho unitário e sua substituição por outros tipos de amplificador operacional é indesejável (em particular, o amplificador operacional de micropotência KR1407UD2 foi excitado). Um análogo importado do chip DA1 é o TL431. Microfone VM1 - eletreto (NMC ou doméstico MKE-332). O indutor L1 é enrolado em uma moldura de 6 mm de diâmetro com um trimmer do circuito PPF do módulo de imagem do canal de rádio das TVs USCT. O número de voltas é 8. O enrolamento é feito volta a volta com um fio com um diâmetro de 0,25 mm. O indutor L2 é enrolado em um resistor de 02-33-0,5 W com uma resistência de cerca de 1 MOhm ou mais. Contém 60 voltas de fio com diâmetro de 0,06 mm. O enrolamento é dividido em três seções de 20 voltas. O enrolamento é realizado a granel e são deixados espaços de pelo menos 0,5 mm de largura entre as seções. Um indutor de RF padrão com indutância de 5 μH também funcionará. O indutor L3 é enrolado em uma moldura com diâmetro de 5 e comprimento de 20 mm com um aparador de latão ou cobre. O autor usou uma moldura com um aparador da bobina de contorno de um interruptor de tambor PTK-11 de uma TV de tubo. O enrolamento contém 7 voltas de fio com diâmetro de 0,8 mm, enroladas volta a volta. As voltas de todas as bobinas devem ser fixadas com cola ou verniz para evitar que escorreguem. O dispositivo pode ser montado ou impresso. Ao fabricar um microfone, vários requisitos devem ser atendidos. O capacitor C6 e o resistor R10 são conectados o mais próximo possível dos terminais do DA2. Os elementos do transmissor devem ter as conexões mais curtas entre si, o capacitor C11 está localizado o mais próximo possível do transmissor. Os elementos indutivos L1, L2, L3 devem ter uma orientação mutuamente perpendicular no espaço. O rotor do capacitor 015 está conectado ao fio comum do dispositivo.
O projeto da antena é mostrado na Fig. 2. Para fazer isso, é necessário um fio enrolado de cobre com diâmetro de 0,8 mm, a bobina contém 17 voltas, enroladas em uma camada, volta a volta. Após o enrolamento, as voltas são fixadas com cola. Configurando. Primeiramente, o trimmer da bobina L1 deve ser completamente parafusado dentro da bobina, o rotor do capacitor C15 deve ser colocado na posição intermediária e o trimmer da bobina L3 deve ser parafusado para dentro, no meio de seu enrolamento. Após aplicar uma tensão de alimentação de 7,5 V, utilize um voltímetro com resistência de pelo menos 10 kOhm/V para medir a tensão nos pontos indicados no diagrama. Os valores medidos não devem diferir daqueles indicados em mais de ±0,3 V. Em seguida, usando o resistor R12, defina a tensão entre seu motor e o emissor do transistor VT3 entre 0,25...0,3 V. Ligue o receptor de transmissão na faixa VHF-2 e sintonize-o na frequência de operação. O receptor e o microfone do rádio a ser ajustado são colocados um ao lado do outro. O volume do receptor está ajustado de forma adequada para uma conversa em voz alta. Usando uma chave de fenda feita de material dielétrico, gire suavemente o trimmer da bobina L1 até que um som alto apareça no alto-falante do receptor, o que indicará que o transmissor do microfone de rádio está sintonizado na frequência do receptor. Desligue o receptor. O circuito de saída do transmissor é ajustado usando um medidor de ondas. Como o circuito de saída é inicialmente dessintonizado, o sinal emitido pela antena transmissora pode ser muito fraco para ser detectado pelo medidor de ondas. Portanto, o autor conectou o circuito do medidor de ondas através de um capacitor de 1,5 pF ao ponto de conexão entre o indutor L3 e a antena do microfone do rádio, conectando os fios comuns de ambos os dispositivos com um condutor curto. O medidor de ondas é ajustado para leituras máximas na frequência operacional do microfone do rádio. Se o circuito de saída for dessintonizado, um sinal com a frequência do circuito mestre pode estar presente na saída da antena, portanto o medidor de ondas deve ser sintonizado especificamente na frequência de 87,9 MHz. Usando uma chave de fenda dielétrica, gire suavemente e alternadamente o rotor do capacitor C15 e o trimmer da bobina L3, obtendo leituras máximas do medidor de ondas. Quando, durante o processo de configuração, o ponteiro indicador do medidor de ondas começa a sair da escala, é necessário desconectá-lo do microfone do rádio e realizar novos ajustes de acordo com o sinal máximo emitido pela antena, atingindo também as leituras máximas do medidor de ondas. Depois disso, uma fonte sonora, por exemplo um gravador, é colocada ao lado do microfone do rádio, cujo volume é ajustado para um nível de sussurro. Levando o receptor para outra sala, ligue-o e sintonize-o na frequência do microfone do rádio. Se o sinal ouvido através do receptor for baixo e ininteligível, o resistor R12 reduz a tensão de polarização do transistor VT3, obtendo um som inteligível do receptor. Ajuste o volume do gravador para o nível de grito. Se o sinal ouvido através do receptor estiver altamente distorcido, o resistor R12 aumenta a tensão de polarização do transistor VT3, obtendo novamente um som inteligível do receptor. Isso conclui a configuração - o microfone do rádio está pronto para uso. Literatura
Autor: A.Naumov, Saransk
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